Webb-Teleskop führt am weitesten entfernten schnellen Radioblitz auf eine junge, schwache Galaxie in 10 Milliarden Lichtjahren Entfernung zurück

Die Entdeckung

Astronomen entdeckten mit dem MeerKAT-Radioteleskop in Südafrika am 4. März 2024 einen schnellen Radioblitz. Dabei kam ein System namens MeerTRAP zum Einsatz, das darauf ausgelegt ist, schnell veränderliche Radiosignale aus dem Weltraum in Echtzeit aufzufangen. Der als FRB 20240304B bezeichnete Blitz wies eine starke Dispersion auf, was bedeutet, dass seine Frequenzen nach dem Durchqueren elektrisch geladener Materie im Weltraum zu leicht unterschiedlichen Zeiten eintrafen. Diese Messung deutete darauf hin, dass das Signal aus großer Entfernung stammte. Die Forscher berichten, dass der Blitz entstand, als das Universum erst etwa 3 Milliarden Jahre alt war, und dass er rund 80 % der kosmischen Geschichte durchlaufen hat. Es wird angenommen, dass es sich um den am weitesten entfernten bisher entdeckten schnellen Radioblitz handelt, mehr als doppelt so weit wie der bisherige Entfernungsrekord. Die unter der Leitung von Manisha Caleb und Themiya Nanayakkara von der University of Sydney durchgeführte Studie wurde in Science veröffentlicht.

Lokalisierung der Quelle

Als das Team große Bodenteleskope, darunter die Keck-Teleskope, auf die Position des Blitzes am Himmel richtete, konnte es keine Wirtsgalaxie sehen, weil sie schlicht zu schwach war. Daraufhin wandte sich das Team dem James-Webb-Weltraumteleskop zu, dessen Infrarotkamera eine winzige Galaxie ganz in der Nähe der Position des Blitzes enthüllte. La Razón berichtet, dass die Galaxie innerhalb weniger Zehntel einer Bogensekunde von der Position des Blitzes liegt und dass die Zuordnung eine Wahrscheinlichkeit von 97,5 % hat. Die Forscher zerlegten das Licht der Galaxie in sein Spektrum und maßen, wie sich seine Frequenzen verschoben hatten. Diese Verschiebung ermöglichte es ihnen zu berechnen, wie schnell sich die Galaxie aufgrund der Expansion des Universums von uns entfernt, und daraus, wie alt sie ist. Diese Berechnungen bestätigten, dass das Licht vor 10,6 Milliarden Jahren ausgesandt wurde.

Was die Galaxie verrät

Die Wirtsgalaxie erwies sich als Überraschung für sich. Der Zusammenfassung der Forschung zufolge enthält sie nur etwa das 10-millionenfache der Masse der Sonne, ein winziger Bruchteil der Masse der Milchstraße. Daten des James-Webb-Teleskops deuteten darauf hin, dass der Blitz aus einer jungen, sehr kleinen Galaxie stammte, die mit sehr hoher Rate Sterne bildet und nur wenige Metalle um sich hat. Engadget merkt an, dass die Galaxie im Vergleich zu den Galaxien, die frühere Blitze hervorbrachten, ebenfalls klein und jung ist; diese wurden Milliarden Jahre später in massereichen, sternbildenden Galaxien gefunden. Die Galaxie existierte, als die Sternentstehung im Universum ihren Höhepunkt erreichte.

Konkurrierende Erklärungen

Eine führende Theorie besagt, dass schnelle Radioblitze entstehen, wenn zwei Neutronensterne verschmelzen. Engadget weist darauf hin, dass solche Kollisionen Milliarden von Jahren dauern, was bedeuten würde, dass Blitze aus Verschmelzungen nur aus älteren Galaxien stammen können. Eine andere Theorie schlägt vor, dass Blitze von massereichen Sternen stammen, die in einer Supernova explodieren und Magnetare hinterlassen, also Neutronensterne mit sehr starken Magnetfeldern. Caleb sagte, die Arbeit deute auf einen Supernova-Ursprung hin.

Unsere Arbeit legt nahe, dass es sehr unwahrscheinlich ist, dass dieser [schnelle Radioblitz] durch eine Verschmelzung entstanden ist.

Nanayakkara sagte, der Befund schränke jede Erklärung dafür ein, wie der Blitz entstanden ist.

Welcher Mechanismus auch immer diesen Radioblitz verursacht, er muss der Tatsache Rechnung tragen, dass er in... sehr jungen Galaxien mit sehr geringem Metallgehalt entstehen kann.

Was offen bleibt

Seit 2007, als der erste mit einer großen Radioantenne in Australien beobachtet wurde, wurden mehr als 10.000 schnelle Radioblitze entdeckt. Nanayakkara sagte, einige wiederholten sich kontinuierlich, einige wiederholten sich eine Zeit lang und hörten dann auf, und einige würden nur einmal gesehen. Ob dieser weit entfernte Blitz weitere Signale erzeugen wird, bleibt abzuwarten. Joeri van Leeuwen vom Astron-Radioastronomieinstitut in Dwingeloo, der nicht an der Entdeckung beteiligt war, nannte das Ergebnis wichtig für das Forschungsfeld.

Dieses schöne neue Ergebnis erweitert unseren Horizont enorm.

Blitze aus solch weit entfernten Quellen könnten auch helfen, die dünne Materie zwischen den Galaxien zu kartieren, weil diese Materie eine Signatur in der Radioemission hinterlässt. Die Kartierung dieser Materie würde viele weitere weit entfernte Blitze erfordern, die van Leeuwen zufolge in Zukunft entdeckt werden dürften.